(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ターミナル（７ａ）がインサート成形された第１ケース（１）と、測定媒体を導入する圧力導入孔（２３）が形成された第２ケース（２０）とが一体に組みつけられて構成されるケーシング（１００）内に、前記第１ターミナル（７ａ）と電気的に接続されるセンサ部（４）が搭載されてなる圧力センサにおいて、
前記センサ部（４）は、
前記測定媒体の圧力に応じたセンサ信号を出力するセンシング部（３０）と、
前記第１ターミナル（７ａ）を介して外部回路（１１０）から前記センシング部（３０）を駆動させる所定の電圧が印加される入出力端子（５０）と、
前記センサ信号が入力されて前記センサ信号に応じたパルス信号を出力する周波数生成回路（４３）と、
前記パルス信号によってオン、オフが制御されるスイッチング素子（４４）と、
前記スイッチング素子（４４）に接続される抵抗（４５）と、を有し、
前記パルス信号に応じて前記スイッチング素子（４４）がオンしたときに前記抵抗（４５）に電流が流れることにより、前記入出力端子（５０）の電圧が前記パルス信号に応じて変動し、
前記第１ターミナル（７ａ）は、前記外部回路（１１０）から前記入出力端子（５０）に前記所定の電圧を印加する入力ターミナルとされていると共に前記入出力端子（５０）の電圧変動を前記外部回路（１１０）に出力する出力ターミナルとされていることを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】
前記スイッチング素子（４４）または前記抵抗（４５）は、前記センシング部（３０）と前記入出力端子（５０）とを結ぶ接続ライン（５２）に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
【請求項３】
前記センシング部（３０）と、前記接続ライン（５２）における前記スイッチング素子（４４）または前記抵抗（４５）との接続点との間に一定の電圧を生成して出力する定電圧回路（４６）を備え、
前記定電圧回路（４６）は、前記センシング部（３０）に前記一定の電圧を印加することを特徴とする請求項２に記載の圧力センサ。
【請求項４】
前記抵抗（４５）は、前記センシング部（３０）を駆動させるのに必要な最低電圧を最低駆動電圧としたとき、前記スイッチング素子（４４）がオンしたときの前記入出力端子（５０）の電圧が前記最低駆動電圧より高くなる抵抗値とされており、
前記定電圧回路（４６）は前記最低駆動電圧より高い前記一定の電圧を前記センシング部（３０）に印加することを特徴とする請求項３に記載の圧力センサ。
【請求項５】
前記定電圧回路（４６）は、コンデンサを有していることを特徴とする請求項３に記載の圧力センサ。
【請求項６】
前記周波数生成回路（４３）は、前記センサ信号に応じたデューティ比を有するパルス信号を生成することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の圧力センサ。
【請求項７】
前記周波数生成回路（４３）は、前記センサ信号に応じた周期を有するパルス信号を生成することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の圧力センサ。
【請求項８】
前記第２ケース（２０）は金属製とされており、
前記第１ケース（１）は、前記第１ターミナル（７ａ）に加えて前記第２ケース（２０）と電気的に接続される第２ターミナル（７ｂ）を備えており、
前記センサ部（４）は、前記第２ターミナル（７ｂ）と電気的に接続されるグランド端子（５１）を有していることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の圧力センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターミナルがインサート成形された第１ケースと圧力導入孔が形成された第２ケースとを一体に組み付けて構成されるケーシング内に、測定媒体の圧力に応じたセンサ信号を出力するセンシング部を搭載してなる圧力センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ターミナルがインサート成形されたコネクタケースと圧力導入孔が形成されたハウジングとを一体に組み付けて構成されるケーシング内に、測定媒体の圧力に応じたセンサ信号を出力するセンシング部を備えたセンサ部を搭載してなる圧力センサが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この圧力センサでは、コネクタケースは、一端部にセンサ部を搭載する凹部が形成されていると共に他端部に開口部が形成されている。また、コネクタケースは、センサ部と電気的に接続される３本のターミナルと一体に成形されることによって内部に当該ターミナルを保持している。具体的には、コネクタケースは、各ターミナルの一端部が凹部内に突出すると共に他端部が開口部内に突出した状態でターミナルを保持している。そして、凹部内に突出している各ターミナルの一端部は、ボンディングワイヤを介してセンサ部と電気的に接続されている。詳しくは、ターミナルの一つはセンサ部の内部回路を駆動させる電圧印加用の入力端子と接続されており、ターミナルの一つはセンサ信号を出力する出力端子と接続されており、ターミナルの一つはセンサ部のグランド端子と接続されている。すなわち、ターミナルの一つは入力端子に電圧を印加するための入力ターミナルであり、ターミナルの一つはセンサ信号を出力する出力ターミナルであり、ターミナルの一つはグランド端子をグランド電位に維持するグランドターミナルである。また、ハウジングには、被取付部材に固定されるためのネジ部が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−８５３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記圧力センサは、例えば、車両のエンジンルームに搭載されて用いられるが、近年ではエンジンルームの小型化が進められていることに伴って小型化が望まれている。特に、コネクタケースは、ハウジングのネジ部が被取付部材に固定されたときに突出した状態となるため、小型化が望まれている。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、小型化することができる圧力センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、第１ターミナル（７ａ）がインサート成形された第１ケース（１）と、測定媒体を導入する圧力導入孔（２３）が形成された第２ケース（２０）とが一体に組みつけられて構成されるケーシング（１００）内に、第１ターミナル（７ａ）と電気的に接続されるセンサ部（４）が搭載されてなる圧力センサにおいて、以下の点を特徴としている。
【０００８】
すなわち、センサ部（４）は、測定媒体の圧力に応じたセンサ信号を出力するセンシング部（３０）と、第１ターミナル（７ａ）を介して外部回路（１１０）からセンシング部（３０）を駆動させる所定の電圧が印加される入出力端子（５０）と、センサ信号が入力されてセンサ信号に応じたパルス信号を出力する周波数生成回路（４３）と、パルス信号によってオン、オフが制御されるスイッチング素子（４４）と、スイッチング素子（４４）に接続される抵抗（４５）と、を有し、パルス信号に応じてスイッチング素子（４４）がオンしたときに抵抗（４５）に電流が流れることにより、入出力端子（５０）の電圧がパルス信号に応じて変動し、第１ターミナル（７ａ）は、外部回路（１１０）から入出力端子（５０）に所定の電圧を印加する入力ターミナルとされていると共に入出力端子（５０）の電圧変動を外部回路（１１０）に出力する出力ターミナルとされていることを特徴としている。
【０００９】
このような圧力センサでは、入出力端子（５０）は外部回路（１１０）からセンサチップ（４）を駆動させる電圧が印加される従来の圧力センサにおける入力端子として機能すると共に、測定媒体の圧力に応じて電圧が変動するために従来の圧力センサにおける出力端子として機能する。すなわち、入出力端子（５０）は、従来の圧力センサにおける入力端子と出力端子としての機能を備えている。このため、第１ターミナル（７ａ）は、外部回路（１１０）から駆動電圧を入出力端子（５０）に印加する入力ターミナルになると共に入出力端子（５０）の電圧変動を外部回路（１１０）に出力する出力ターミナルとなる。したがって、従来の圧力センサと比較して、ターミナルの本数を減らすことができる。このため、ターミナル（７ａ）を備えた第１ケース（１）を小型化することができ、これに伴って圧力センサを小型化することができる。また、第１ターミナル（７ａ）を入力および出力ターミナルとすることにより、ターミナルと接続される被取付部材側の端子数を減らすこともできる。
【００１０】
この場合、請求項２に記載の発明のように、スイッチング素子（４４）または抵抗（４５）は、センシング部（３０）と入出力端子（５０）とを結ぶ接続ライン（５２）に接続されているものとすることができる。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明のように、センシング部（３０）と、接続ライン（５２）におけるスイッチング素子（４４）または抵抗（４５）との接続点との間に一定の電圧を生成して出力する定電圧回路（４６）を備え、定電圧回路（４６）からセンシング部（３０）に一定の電圧が印加されるようにすることができる。
【００１２】
これによれば、入出力端子（５０）の電圧がスイッチング素子（４４）のオン、オフによって変動したとしても、センシング部（３０）には定電圧回路（４６）から一定の電圧が印加される。このため、センシング部（３０）が誤作動することを抑制することができる。
【００１３】
そして、請求項４に記載の発明のように、抵抗（４５）を、センシング部（３０）を駆動させるのに必要な最低電圧を最低駆動電圧としたとき、スイッチング素子（４４）がオンしたときの入出力端子（５０）の電圧が最低駆動電圧より高くなる抵抗値とし、定電圧回路（４６）を最低駆動電圧より高い一定の電圧をセンシング部（３０）に印加するものとすることができる。
【００１４】
これによれば、センシング部（３０）には最低駆動電圧より高い一定の電圧が印加されるため、センシング部（３０）が作動しないことを抑制することができる。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明のように、定電圧回路（４６）をコンデンサを有するものとすることができる。
【００１６】
さらに、請求項６に記載の発明のように、周波数生成回路（４３）をセンサ信号に応じたデューティ比を有するパルス信号を生成するものとすることができる。また、請求項７に記載の発明のように、周波数生成回路（４３）をセンサ信号に応じた周期を有するパルス信号を生成するものとすることができる。
【００１７】
そして、請求項８に記載の発明のように、第２ケース（２０）を金属製とし、第１ケース（１）を第１ターミナル（７ａ）に加えて第２ケース（２０）と電気的に接続される第２ターミナル（７ｂ）を備えたものとし、センサ部（４）を第２ターミナル（７ｂ）と電気的に接続されるグランド端子（５１）を有するものとすることができる。
【００１８】
このように、グランド端子（５１）を有するセンサ部（４）とする場合には、当該グランド端子（５１）と電気的に接続される第２ターミナル（７ｂ）を金属製の第２ケース（２０）と電気的に接続させてボデーアースすることにより、第２ターミナル（７ｂ）を被取付部材側の外部回路（１１０）と電気的に接続させなくてもよくなる。このため、被取付部材側の端指数をさらに削減することができる。
【００１９】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態における圧力センサの断面構成を示す図である。
【図２】図１に示す圧力センサの正面図である。
【図３】図１に示す圧力センサの上面図である。
【図４】図１に示す圧力センサの回路構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態における圧力センサの断面構成を示す図、図２は図１に示す圧力センサの正面図、図３は図１に示す圧力センサの上面図である。なお、図２および図３では、図１に示す圧力センサを縮小して示してある。
【００２２】
図１〜図３に示されるように、圧力センサは、本発明の第１ケースに相当するコネクタケース１を備えており、このコネクタケース１は、例えば、断熱樹脂材料であるＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂を型成形することにより作られ、本実施形態では略円柱状をなしている。そして、コネクタケース１のうち一端部（図１中、下方側の端部）の一面には凹部２が形成されており、他端部（図１中、上方側の端部）には開口部３が形成されている。
【００２３】
コネクタケース１に形成された凹部２には本発明のセンサ部に相当するセンサチップ４が搭載されている。本実施形態のセンサチップ４は、表面に受圧面としてのダイヤフラム５を備え、このダイヤフラム５の表面に形成されたゲージ抵抗によってダイヤフラム５が受けた圧力を電気信号であるセンサ信号に変換して出力するセンシング部と、センシング部から出力されたセンサ信号に対して各種処理を行う信号処理部とを有する構成とされている。そして、このセンサチップ４は、ガラス等で構成される台座６と陽極接合等によって一体化されており、台座６を凹部２の底面に接着することでコネクタケース１に搭載されている。
【００２４】
また、コネクタケース１には、センサチップ４と外部の回路等とを電気的に接続するための金属製棒状のターミナル７ａと、センサチップ４と後述のハウジング２０とを電気的に接続するための金属棒状のターミナル７ｂとが備えられている。これらターミナル７ａ、７ｂはインサートモールドによりコネクタケース１と一体に成形されることによってコネクタケース１内に保持されている。なお、本実施形態では、ターミナル７ａが本発明の第１ターミナルに相当し、ターミナル７ｂが本発明の第２ターミナルに相当している。
【００２５】
ターミナル７ａは、コネクタケース１を貫通しており、一端側（図１中、下方側）の端部がコネクタケース１から凹部２内に突出し、他端側（図１中、上方側）の端部がコネクタケース１から開口部３内に突出している。また、ターミナル７ｂは、一端側（図１中、下方側）の端部がコネクタケース１から凹部２内に突出し、他端側（図１中左方側）の端部がコネクタケース１の側面から突出していると共に先端部がコネクタケース１の開口部３側に曲げられて板ばね形状とされている。
【００２６】
そして、凹部２内に突出しているターミナル７ａ、７ｂの端部は、ボンディングワイヤ８を介してセンサチップ４と電気的に接続されている。また、開口部３内に突出しているターミナル７ａの端部は、図示しないワイヤハーネス等の外部配線部材を介して外部回路と電気的に接続される。さらに、コネクタケース１の側面から突出しているターミナル７ｂの端部は、後述のハウジング２０と接触している。
【００２７】
すなわち、本実施形態では、コネクタケース１には２本のターミナル７ａ、７ｂが備えられている。そして、開口部３からはターミナル７ａの他端側の端部のみが突出しており、この端部のみが外部回路と電気的な接続を行うことができる状態とされている。
【００２８】
また、凹部２のうちターミナル７ａ、７ｂが突出している部分には、例えば、シリコーン系樹脂から成るシール材９が配置されている。このシール材９は凹部２とターミナル７ａとの隙間を封止するためのものである。
【００２９】
さらに、コネクタケース１には、例えば、圧力センサが車両等の被取付部材に搭載される際に、誤った方向に実装されることを抑制するポカよけ用の突起部１０が形成されている。
【００３０】
そして、コネクタケース１には本発明の第２ケースに相当するハウジング２０が組みつけられてケーシング１００が構成されている。これにより、センサチップ４がケーシング１００内に搭載された状態になっている。具体的には、ハウジング２０には収容凹部２１が備えられており、この収容凹部２１内にコネクタケース１のうち凹部２が形成された一端部側が挿入され、ハウジング２０における収容凹部２１の開口端２２がコネクタケース１にかしめられることでコネクタケース１とハウジング２０とが一体に組みつけられている。
【００３１】
ハウジング２０は、例えば、ＳＵＳ等の金属材料より構成されており、コネクタケース１の側面から突出しているターミナル７ｂの他端部と接触することにより、当該ターミナル７ｂと電気的に接続されている。すなわち、ターミナル７ｂは、ボデーアースされている。
【００３２】
また、ハウジング２０は、測定媒体を導入するための圧力導入孔２３と、圧力センサを被取付部材に固定するためのネジ部２４とを備えている。特に限定されるものではないが、圧力導入孔２３におけるセンサチップ４側の端部は、断面テーパ形状（ラッパ形状）に広げられている。
【００３３】
さらに、ハウジング２０のうち凹部２が形成されているコネクタケース１の一面と対抗する一面には、例えば、ＳＵＳ等からなる円形のメタルダイヤフラム２５とメタルダイヤフラム２５の外縁部分に配置されている環状のリングウェルド２６とが備えられている。
【００３４】
そして、ハウジング２０にはレーザ溶接等によりメタルダイヤフラム２５の外縁部分およびリングウェルド２６をハウジング２０に対して溶接することで、ハウジング２０、メタルダイヤフラム２５およびリングウェルド２６が溶け合った溶接部２７が形成されている。なお、メタルダイヤフラム２５のうち外縁部分はリングウェルド２６と共にハウジング２０に対して固定される部分であり、メタルダイヤフラム２５のうち凹部２を閉塞する部分は測定媒体の圧力に応じて変位するダイヤフラム部として機能する部分である。
【００３５】
このように構成されたコネクタケース１とハウジング２０とにおいて、凹部２とメタルダイヤフラム２５との間で圧力検出室２８が構成されている。この圧力検出室２８内には、メタルダイヤフラム２５に印加された圧力をセンサチップ４に伝達するシリコーンオイル等の圧力伝達媒体２９が充填されている。このような圧力検出室２８を構成することにより、圧力導入孔２３から導入された圧力は、メタルダイヤフラム２５、圧力伝達媒体２９を介してセンサチップ４のダイヤフラム５に印加される。
【００３６】
また、コネクタケース１のうち凹部２が形成された一面には、凹部２を囲むように環状の溝１１が形成されており、この環状の溝１１には、例えば、シリコーンゴム等で構成されるＯリング１２が備えられている。このＯリング１２は、コネクタケース１とハウジング２０とのかしめによるかしめ圧で押しつぶされることで圧力検出室２８を封止するものである。
【００３７】
次に上記圧力センサの回路構成について説明する。図４は、本実施形態における圧力センサの回路構成を示す図であり、ターミナル７ａを外部回路と接続した状態のものである。
【００３８】
図４および上記のように、本実施形態では、センサチップ４には、センシング部３０と信号処理部４０とが形成されており、さらに入出力端子５０とグランド端子５１とが形成されている。入出力端子５０およびグランド端子５１は、センサチップ４に形成されるパッド等である。そして、入出力端子５０はターミナル７ａを介して外部回路１１０と電気的に接続され、グランド端子５１はターミナル７ｂを介してハウジング２０と電気的に接続される。
【００３９】
外部回路１１０は、圧力センサが被取付部材に取り付けられたときの被取付部材側の回路のことで、例えば、車両ＥＣＵ等であり、本実施形態では、電源１１１、抵抗１１２、検出部１１３を有している。そして、電源１１１から抵抗１１２を介して入出力端子５０にセンシング部３０を駆動する所定の電圧を印加すると共に検出部１１３にて入出力端子５０の電圧を測定して測定媒体の圧力を検出する。
【００４０】
センシング部３０は、入出力端子５０と接続ライン５２を介して接続されている。そして、ブリッジ回路を構成するようにダイヤフラム５上に形成された４つのゲージ抵抗３１〜３４を備え、ダイヤフラム５に印加された圧力に応じたセンサ信号を出力する。
【００４１】
信号処理部４０は、増幅部４１、補正演算部４２、周波数生成回路４３、スイッチング素子としてのオープンコレクタ４４、オープンコレクタ４４のコレクタと接続される抵抗４５、定電圧回路４６、センシング部３０に流れる電流を調整する電流調整部４７とを備えている。
【００４２】
増幅部４１は、オペアンプ等を有して構成されており、センシング部３０におけるゲージ抵抗３１、３２の中点、ゲージ抵抗３３、３４の中点に接続されている。そして、この中点の電位差を差動増幅して補正演算部４２に出力する。補正演算部４２は、オペアンプやメモリ等を有して構成されており、増幅部４１から入力された信号に対して温特補正やオフセット補正等を行って周波数生成回路４３に出力する。
【００４３】
周波数生成回路４３は、本実施形態では、ＣＰＵやセンサ信号とデューティ比との関係が格納されたＲＯＭ等を有して構成されており、増幅部４１および補正演算部４２を介してセンサ信号が入力されると、当該センサ信号に応じたデューティ比を有するパルス信号を生成して出力する。特に限定されるものではないが、周波数生成回路４３は、例えば、センサ信号が大きくなるにつれてデューティ比が大きくなるパルス信号を生成するものとすることができる。
【００４４】
オープンコレクタ４４は、コレクタがプルアップ抵抗としての抵抗４５を介して接続ライン５２に接続されることで入出力端子５０と接続されている。また、エミッタがグランド端子５１と接続され、ベースが周波数生成回路４３と接続されている。そして、周波数生成回路４３から出力されるパルス信号に応じてオン、オフが制御される。
【００４５】
具体的には、周波数生成回路４３から出力されるパルス信号がハイであるときにオンとなり、ローであるときにオフとなるようになっている。このため、オープンコレクタ４４がオンであるときには、抵抗４５に電流が流れて入出力端子５０の電圧が変動する。すなわち、入出力端子５０の電圧は、オープンコレクタ４４のオン、オフがセンサ信号に応じたパルス信号によって制御されるため、センサ信号に応じて変動する。言い換えると、入出力端子５０の電圧は、測定媒体の圧力に応じて変動する。したがって、上記のように、検出部１１３は、入出力端子５０の電圧変動を測定して測定媒体の圧力を検出する。
【００４６】
つまり、本実施形態の入出力端子５０は、外部回路１１０からセンサチップ４の各構成要素を駆動させる電圧が印加される入力端子としての機能と共に測定媒体の圧力を示す検出結果を出力する出力端子としての機能を果すものである。そして、入出力端子５０と接続されるターミナル７ａは、外部回路１１０から駆動電圧を入出力端子５０に印加する入力ターミナルとしての機能と共に入出力端子５０の電圧変動を外部回路１１０に出力する出力ターミナルとしての機能を果すものである。
【００４７】
定電圧回路４６は、オペアンプやトランジスタ等を有して構成されており、抵抗４５と接続ライン５２との接続点とセンシング部３０との間に備えられている。そして、入力される電圧を降圧して一定の電圧を生成し、電流調整部４７を介してセンシング部３０に所定の駆動電圧を印加すると共に、増幅部４１および補正演算部４２に所定の駆動電圧を印加する。すなわち、上記のように、本実施形態の圧力センサは、オープンコレクタ４４のオン、オフによって入出力端子５０の電圧が変動するため、入出力端子５０からそのままセンシング部３０、増幅部４１、補正演算部４２に入出力端子５０の電圧を印加すると、これらセンシング部３０、増幅部４１、補正演算部４２が誤作動したり、作動しなかったりすることがある。つまり、定電圧回路４６は、入出力端子５０が電圧変動したとしても、センシング部３０、増幅部４１、補正演算部４２に一定の電圧を印加することによってこれらセンシング部３０、増幅部４１、補正演算部４２が誤作動したり、作動しなかったりすることを抑制するものである。
【００４８】
具体的には、定電圧回路４６は、センシング部３０、増幅部４１、補正演算部４２を正常に駆動させるのに必要な最低電圧を最低駆動電圧Ｖ０とすると、定電圧回路４６は最低駆動電圧Ｖ０以上である一定の電圧Ｖ１を生成して出力する。
【００４９】
この場合、定電圧回路４６に入力される電圧、つまり入出力端子５０の電圧は、オープンコレクタ４４がオンされているときに最も低くなり、このときの入出力端子５０の電圧をＶｉＬ、電源１１１から供給される電圧をＶｃｃ、抵抗１１２の抵抗値をＲ１、抵抗４５の抵抗値をＲ２とすると、ＶｉＬ＝Ｖｃｃ×Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）で示される。したがって、抵抗１１２、４５は、ＶｉＬ＞Ｖ１を満たす抵抗値Ｒ１、Ｒ２とされている。
【００５０】
なお、定電圧回路４６に入力される電圧、つまり入出力端子５０の電圧は、オープンコレクタ４４がオフされているときに最も高くなり、このときの入出力端子５０の電圧をＶｉＨ、抵抗１１２の抵抗値をＲ１、抵抗１１２に流れる電流をＩｃｃとすると、ＶｉＨ＝Ｖｃｃ−（Ｉｃｃ×Ｒ１）で示される。
【００５１】
さらに、このような圧力センサを実際に車両に搭載した場合には、グランド端子５１はターミナル７ｂを介してハウジング２０と接続されてボデーアースされる。このため、使用環境によってグランド端子５１の電位変動（グランド浮き）が発生する可能性があり、本発明者らは圧力センサを車両に搭載した場合には０．２〜０．３Ｖ程度のグランド端子５１の電位変動を確認している。
【００５２】
したがって、上記圧力センサを車両に搭載する場合には、オープンコレクタ４４がオンしたときの入出力端子５０の電圧をＶ１より所定電圧高くなるように抵抗１１２、４５の抵抗値Ｒ１、Ｒ２を選択することが好ましい。例えば、センシング部３０、増幅部４１、補正演算部４２の最低駆動電圧Ｖ０が３Ｖである場合には、ＶｉＬを３．５Ｖとなるように抵抗１１２、４５の抵抗値Ｒ１、Ｒ２を選択することが好ましい。これにより、グランド端子５１の電位変動が発生したとしても定電圧回路４６は最低駆動電圧Ｖ０より高い一定の電圧Ｖ１を生成して出力することができる。なお、抵抗１１２、４５の抵抗値Ｒ１、Ｒ２をさらに正確に決定する場合には、定電圧回路４６に流れる電流によって発生する電圧降下も考慮することが好ましい。
【００５３】
続いて、上記圧力センサの作動について説明する。上記圧力センサは、例えば、車両のエンジンルームに搭載されて外部回路１１０としての車両ＥＣＵと接続され、エンジン内に吸入される空気の圧力を測定する吸気圧センサとして利用される。
【００５４】
測定媒体が圧力導入孔２３を通じてメタルダイヤフラム２５に印加されると、圧力検出室２８内に充填されている圧力伝達媒体２９を介してセンサチップ４に形成されているダイヤフラム５に圧力が印加される。そして、ダイヤフラム５に圧力が印加されるとピエゾ抵抗効果によりゲージ抵抗３２〜３５の抵抗値が変化するため、圧力に応じたセンサ信号が出力される。
【００５５】
その後、このセンサ信号は、増幅部４１で増幅されると共に補正演算部４２で温特補正やオフセット補正がされた後、周波数生成回路４３に入力される。周波数生成回路４３では、センサ信号に応じたデューティ比を有するパルス信号を生成してオープンコレクタ４４に出力する。
【００５６】
オープンコレクタ４４は、周波数生成回路４３から出力されたパルス信号によってオン、オフが制御され、オープンコレクタ４４がオンされると抵抗４５に電流が流れて入出力端子５０の電圧が変動する。言い換えると、入出力端子５０の電圧は測定媒体の圧力に応じて変動する。したがって、外部回路１１０における検出部１１３にて入出力端子５０の電圧変動を測定することにより、測定媒体の圧力が検出される。
【００５７】
なお、オープンコレクタ４４のオン、オフによって入出力端子５０の電圧が変動するが、本実施形態では、定電圧回路４６によってセンシング部３０、増幅部４１、補正演算部４２には一定の電圧が印加されるため、これらセンシング部３０、増幅部４１、補正演算部４２が誤作動したり、作動しなかったりすることは抑制される。
【００５８】
次に上記圧力センサの製造方法について説明する。
【００５９】
まず、ターミナル７ａ、７ｂがインサート成形されたコネクタケース１を用意する。具体的には、上記のように、ターミナル７ｂの他端部がコネクタケース１の側面から突出しており、他端部における先端部がコネクタケース１の開口部３側に折り曲げられて板ばねとして機能するようになっているものを用意する。そして、台座６とセンサチップ４とを接合したものを用意し、台座６をシリコーン系樹脂等による接着材を介して凹部２の底面に接着することによりセンサチップ４を凹部２に搭載する。
【００６０】
次に、コネクタケース１のうち凹部２が形成された一面を上に向けた状態で凹部２内へシール材９を注入し、シール材９を凹部２の底面まで行き渡らせた後、硬化する。このとき、シール材９がセンサチップ４の表面に付着しないように、注入量を調整することが好ましい。
【００６１】
その後、例えば、ワイヤボンディングを行い、センサチップ４とターミナル７ａ、７ｂのうち凹部２内に突出している一端部とをボンディングワイヤ８を介して電気的に接続する。次に、圧力伝達媒体２９をディスペンサ等により凹部２内へ注入する。
【００６２】
そして、この状態のものを真空室にいれて、凹部２内の余分な空気を除去する。その後、一面にメタルダイヤフラム２５およびリングウェルド２６が溶接されているハウジング２０を用意し、真空室内でハウジング２０を上から水平に保ったままハウジング２０の収容凹部２１にコネクタケース１が嵌合するように降ろす。
【００６３】
続いて、コネクタケース１とリングウェルド２６とが十分接するまで押さえる。これにより、凹部２、メタルダイヤフラム２５およびリングウェルド２６にて圧力検出室２８が構成される。
【００６４】
なお、ターミナル７ｂの他端部側の先端部は板ばねとして機能するように構成されているため、ハウジング２０の収容凹部２１にコネクタケース１を挿入したときにターミナル７ｂがハウジング２０と接触してターミナル７ｂとハウジングとが電気的に接続される。
【００６５】
その後、ハウジング２０における収容凹部２１の開口端２２をコネクタケース１にかしめることにより、ハウジング２０とコネクタケース１とを一体化する。このような製造方法により本実施形態の圧力センサが製造される。
【００６６】
以上説明したように、本実施形態の圧力センサでは、入出力端子５０は外部回路１１０からセンサチップ４を駆動させる電圧が印加される入力端子として機能すると共に、測定媒体の圧力に応じて電圧が変動する出力端子として機能する。そして、ターミナル７ａは、外部回路１１０から駆動電圧を印加する入力ターミナルとされていると共に入出力端子５０の電圧変動を外部回路１１０に出力する出力ターミナルとされている。
【００６７】
したがって、従来の圧力センサと比較して、ターミナルの本数を減らすことができる。このため、コネクタケース１を小型化することができ、これに伴って圧力センサを小型化することができる。また、ターミナル７ａを入力および出力ターミナルとすることにより、ターミナルと接続される被取付部材側の端子数を減らすこともできる。
【００６８】
さらに、上記圧力センサでは、ターミナル７ｂがハウジング２０にボデーアースされている。このため、ターミナル７ｂを開口部３内に突出させて被取付部材側の外部回路１１０と接続する場合と比較して、被取付部材側の端子数をさらに削減することができる。
【００６９】
また、本実施形態では、センシング部３０、増幅部４１、補正演算部４２に定電圧回路４６から一定の電圧を供給するようにしている。このため、入出力端子５０の電圧がオープンコレクタ４４のオン、オフによって変動したとしても、これらセンシング部３０、増幅部４１、補正演算部４２が誤作動したり、作動しなかったりすることを抑制することができる。
【００７０】
（他の実施形態）
上記第１実施形態では、センシング部３０および信号処理部４０が共通のセンサチップ４に形成されている例について説明したが、これらセンシング部３０および信号処理部４０はそれぞれ異なるチップに形成されていてもよい。
【００７１】
また、上記第１実施形態では、周波数生成回路４３はセンサ信号に応じたデューティ比を有するパルス信号を生成する例について説明したが、例えば、周波数生成回路４３はセンサ信号に応じた周期を有するパルス信号を生成するようにしてもよい。
【００７２】
そして、上記第１実施形態では、オープンコレクタ４４と接続ライン５２との間にプルアップ抵抗としての抵抗４５を備えた例について説明したが、オープンコレクタ４４とグランド端子５１との間にプルダウン抵抗としての抵抗４５を備えるようにしてもよい。
【００７３】
さらに、上記第１実施形態において、定電圧回路４６をコンデンサを有するものとすることができる。このようにコンデンサを備えた場合には、コンデンサに電荷が蓄積されるため、オープンコレクタ４４がオンしたときの電圧の減少の仕方が緩やかになると共に、コンデンサを備えない場合より入出力端子５０の最低電圧が高くなる。このため、例えば、コンデンサを備えない場合における入出力端子５０の最低電圧ＶｉＬをＶ０より低くしても、コンデンサによって入出力端子５０の最低電圧ＶｉＬをＶ０より高くすることができる。このため、検出部１１３の負荷を低減することができる。
【００７４】
また、上記第１実施形態では、ＶｉＬ＞Ｖ０とした例について説明したが、ＶｉＬ＜Ｖ０とし、定電圧回路４６から最低駆動電圧Ｖ０よりも低い電圧Ｖ２を生成して出力するようにすることもできる。この場合は、センシング部３０、増幅部４１、補正演算部４２に最低駆動電圧Ｖ０以上の電圧が印加されるように、例えば、昇圧回路等を備えればよい。
【００７５】
そして、上記第１実施形態では、周波数生成回路４３として、センサ信号とデューティ比との関係が格納されたＲＯＭ等を有するものを説明したが、次のような構成のものを採用することができる。すなわち、例えば、周波数生成回路４３を発信回路および分周回路を有する構成とし、センサ信号を元に発信回路のコンデンサを充放電させてコンパレータで発信波形を生成すると共にこの発信波形を分周回路で分周することでパルス信号を生成するものであってもよい。
【００７６】
さらに、上記第１実施形態では、定電圧回路４６を備えてセンシング部３０、増幅部４１、補正演算部４２に一定の電圧を印加するものについて説明したが、定電圧回路４６を備えない構成とすることもできる。すなわち、定電圧回路４６を備えない構成としても、入出力端子５０の電圧はオープンコレクタ４４のオン、オフによって制御されるため、本発明の効果を得ることができる。
【００７７】
また、上記第１実施形態では、ターミナル７ｂの他端部はハウジング２０と電気的に接続されてボデーアースされている例について説明したが、ターミナル７ｂの他端部は開口部３内に突出して外部回路１１０と電気的に接続されるようにしてもよい。このような圧力センサとしても、従来の圧力センサと比較して、ターミナルの本数を減らすことができる。このため、コネクタケース１を小型化することができ、これに伴って圧力センサを小型化することができる。
【００７８】
そして、上記第１実施形態では、センサ信号は増幅部４１にて増幅された後に補正演算部４２で補正された後に周波数生成回路４３に入力される例について説明したが、センサ信号がそのまま周波数生成回路４３に入力される構成とすることもできる。
【符号の説明】
【００７９】
１          コネクタケース
４          センサチップ
７ａ、７ｂ  ターミナル
２０        ハウジング
３０        センシング部
４０        信号処理部
４３        周波数生成回路
４４        オープンコレクタ
４５        抵抗
４６        定電圧回路
５０        入出力端子
５１        グランド端子
【図１】
0005531980.tif 000002
【図２】
0005531980.tif 000003
【図３】
0005531980.tif 000004
【図４】
0005531980.tif 000005